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Visualização de Cortex organização e dinâmica em microorganismos, utilizando microscopia de fluorescência Total Internal Reflection

DOI:

10.3791/3982

May 1st, 2012

In This Article

Summary

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Total reflexão interna de fluorescência microscopia (TIRF) é uma abordagem poderosa para observar as estruturas perto da superfície da célula em alto contraste e resolução temporal. Demonstramos como TIRF pode ser empregue para estudar a dinâmica de proteína no córtex de parede celular fechados células bacterianas e fúngicas.

Abstract

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Microscopia TIRF emergiu como uma tecnologia de imagem poderosa para estudar espácio-temporais dinâmica de moléculas fluorescentes in vitro e em células vivas 1. O fenómeno óptico de reflexão interna total ocorre quando a luz passa de um meio com elevado índice de refracção em um meio com baixo índice de refracção com um ângulo maior do que um ângulo característica crítica (isto é, mais perto de ser paralelo com o limite). Embora toda a luz é reflectida de volta sob tais condições, uma onda evanescente é criado que se propaga através e ao longo do limite, que decai exponencialmente com a distância, e só penetra áreas de amostra que são 100-200 nm perto da interface 2. Além de proporcionar resolução axial superior, a excitação reduzida de fora do foco fluoróforos cria um sinal muito alta para relações de ruído e minimiza os efeitos prejudiciais da fotodegradação 2,3. Sendo uma técnica de campo amplo, TIRF também permite que imagem mais rápido acquisition do que a maioria de digitalização baseados em configurações confocal.

À primeira vista, a profundidade de penetração baixa de TIRF parece ser incompatível com a imagem de células bacterianas e fúngicas, que são muitas vezes cercados por paredes celulares espessas. Pelo contrário, verificou-se que as paredes celulares de levedura e células bacterianas realmente melhorar a usabilidade do TIRF e aumentar a gama de estruturas observáveis ​​4-8. Muitos processos celulares podem ser acessados ​​diretamente pelo TIRF em pequenos microorganismos unicelulares, que muitas vezes oferecem poderosas técnicas de manipulação genética. Isso nos permite executar em experimentos de bioquímica in vivo, onde cinética de interações protéicas e atividades podem ser avaliados diretamente em células vivas.

Descrevemos aqui os passos individuais necessárias para obter imagens de alta qualidade para TIRF Saccharomyces cerevisiae ou células de Bacillus subtilis. Ressalte-se vários problemas que podem Affect visualização TIRF de sondas fluorescentes em células e ilustram o procedimento com vários exemplos de aplicação. Por fim, demonstramos como as imagens TIRF pode ser melhorada usando técnicas de restauração de imagem estabelecidos.

Protocol

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1. Preparação da Amostra

  1. Preparando lamínulas
    Lamelas devem ser limpos a partir de partículas de pó como TIRF é sensível a sinais de fundo resultantes da lamela (Fig. 1A, Filme 1).
    1. Usando fórceps lamínulas lugar em um suporte de cerâmica com tampa.
    2. Encha recipiente de vidro com 1 M NaOH (pode ser reutilizado várias vezes).
    3. Incubar durante 2 h sob rotação contínua lenta (agitador orbital). Incubação excessiva (> 8 h) criará lamínulas opacos.
    4. Lavar duas vezes com água destilada durante 5 min sob rotação contínua lenta.
    5. Armazenar na titular cerâmica coberta em etanol a 100%.....

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Discussion

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Microscopia TIRF é a técnica de escolha para as proteínas de imagem periféricos. A profundidade de penetração de baixo do campo evanescente minimiza de fora do foco de luz, o que leva a um sinal muito bom para relação de ruído e permite que a aquisição de dados com altas taxas de quadros de imagem, ou de proteínas muito fracamente expressas. A combinação de alto contraste e altas taxas de quadros faz TIRF microscopia uma ferramenta perfeita para imagens espaço-temporais dinâmica de proteínas corticalmente localizadas. C.......

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Disclosures

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Não há conflitos de interesse declarados.

Acknowledgements

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Este trabalho foi financiado pela Sociedade Max Planck.

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Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Nome da ferramenta / reagente Tipo Companhia Número de catálogo
Orbital Shaker Ferramenta UniEquip UNITWIST 3-D ROCKER SHAKER
Microscópio TIRF Até Configuração personalizada
Recipiente de vidro Ferramenta VITLAB 340-232880353
Suporte de coloração Cerâmica Ferramenta Thomas Sci. 8542E40
Concanavalina A Reagente Sigma L7647
Lamelas # 1 (18 x 18 mm) Microscópio Menzel Glaser BB018018A1
Lâminas de Microscopia Microscópio Menzel Glaser AA00000102E
Óleo de imersão Microscópio Zeiss Immersol 518F
Agarose Reagente Invitrogen 16500-500
FluoSpheres Reagente Invitrogen F8795

References

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  1. Axelrod, D., Thompson, N. L., Burghardt, T. P. Total internal inflection fluorescent microscopy. J. Microsc. 129, 19-28 (1983).
  2. Axelrod, D., Omann, G. M. Combinatorial microscopy. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 7, 944-952 (2006).
  3. Axelrod, D.

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Total Internal Reflection FluorescenceTIRF MicroscopyMicroorganism ImagingCell Cortex DynamicsProtein LocalizationFluorescence Recovery After PhotobleachingImage Restoration TechniquesSaccharomyces CerevisiaeBacillus SubtilisLaser Alignment

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